汽車巡航控制系統的H∞魯棒設計

汽車巡航控制系統的H∞魯棒設計

巡航控制系統主要用于車輛控制研究。主要介紹了縱向巡航控制系統控制器的設計方法。在不同的車輛質量和道路坡度情況下，巡航控制系統必須對車輛具有精確的速度跟蹤性能。采用H∞和前饋控制相結合的設計方法，保證系統對外界縱向干擾（如道路坡度、空氣動力學、滾動阻力和車質量變化）具有魯棒性。而執行器的物理結構在動力傳動系統和制動系統的真實干預中起重要作用。通常，執行器能夠延緩干預并提供額外的動態運動。因此，在設計控制器的時候需要考慮執行器的動態特性，以改善巡航控制系統的跟蹤能力。巡航控制系統中反饋控制器的作用主要是：消除未知干擾，處理未模型化的執行器動力學以及保障系統性能。

應用CarSim車輛動力學軟件對車輛進行場景仿真，其中車輛的整車整備質量為2037kg，最大質量為2637kg，采用所提出的控制算法，對執行動器的動力學進行仿真分析。試驗場景采用的是法國A36米盧斯-貝爾福高速公路路段，該路段的高度和道路幾何坐標都來源于谷歌地圖，且該段路中有36km長的道路坡度是不斷變化的。仿真結果能夠說明控制系統的效率，如精確的速度跟蹤性能以及對車質量變化和道路坡度改變的魯棒性，并證明了所提方法的有效性。所提出的控制設計方法需要的車輛參數較少，因此其可用于多種車輛的設計。在不久的將來，所提出的控制設計方法能夠在實車上進行驗證。

Bal′azsN′emethetal. IFAC-Papers On Line.2015.

編譯：朱會